KR20200035444A - A yaw rate sensor, a method for manufacturing the yaw rate sensor - Google Patents

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KR20200035444A KR1020207006368A KR20207006368A KR20200035444A KR 20200035444 A KR20200035444 A KR 20200035444A KR 1020207006368 A KR1020207006368 A KR 1020207006368A KR 20207006368 A KR20207006368 A KR 20207006368A KR 20200035444 A KR20200035444 A KR 20200035444A
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Abstract

본 발명은, 기판이 주 연장 평면(110, 120)을 가지며, 이 경우 요 레이트 센서는 진동으로 전환 가능한 하나 이상의 제1 및 제2 질량 요소(10, 20)를 구비하며, 이 경우 기판의 제1 주 연장 방향(110)은 제1 질량 요소(10)로부터 제2 질량 요소(20)까지를 가리키며, 이 경우 제1 주 연장 방향(110)으로 제1 질량 요소(10)와 제2 질량 요소(20) 사이에는 커플링 구조(30)가 배열되어 있는, 기판을 갖는 요 레이트 센서에 관한 것이며, 커플링 구조(30)의 제1 커플링 영역(31)이 제1 기능 층(1) 내에 배열되어 있으며, 이 경우 제1 질량 요소(10)의 제1 질량 영역(11)은 제1 기능 층(1) 내에 배열되어 있으며, 이 경우 제1 질량 요소(10)의 제2 질량 영역(12)은 제2 기능 층(2) 내에 배열되어 있으며, 이 경우 제1 기능 층(1)은 주 연장 평면(110, 120)에 수직인 연장 방향(200)으로 기판과 제2 기능 층(2) 사이에 배열되어 있으며, 이 경우 제2 주 연장 방향(120)은 제1 주 연장 방향(110)에 수직이며, 이 경우 제1 커플링 영역(31)은 제2 주 연장 방향(120)으로보다 제1 주 연장 방향(110)으로 더 큰 치수를 갖는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the substrate has a main extension plane (110, 120), in which case the yaw rate sensor has one or more first and second mass elements (10, 20) convertible to vibration, in which case the substrate is The first main extension direction 110 points from the first mass element 10 to the second mass element 20, in this case the first mass element 10 and the second mass element in the first main extension direction 110 It relates to a yaw rate sensor having a substrate, between which the coupling structure 30 is arranged, the first coupling region 31 of the coupling structure 30 is within the first functional layer 1 Arranged, in this case the first mass region 11 of the first mass element 10 is arranged in the first functional layer 1, in this case the second mass region 12 of the first mass element 10 ) Is arranged in the second functional layer 2, in which case the first functional layer 1 is the substrate and the second functional layer 2 in the extending direction 200 perpendicular to the main extension planes 110, 120Arranged in between, in which case the second main extension direction 120 is perpendicular to the first main extension direction 110, in this case the first coupling region 31 is greater than the second main extension direction 120 It is characterized by having a larger dimension in the first main extension direction (110).

Figure P1020207006368
Figure P1020207006368

Description

요 레이트 센서, 요 레이트 센서를 제조하기 위한 방법A yaw rate sensor, a method for manufacturing the yaw rate sensor

본 발명은, 청구항 제1항의 전제부에 따른 요 레이트 센서로부터 출발한다.The present invention starts from a yaw rate sensor according to the preamble of claim 1.

기판 상의 요 레이트 센서가 일반적으로 공지되어 있다. 이와 같은 요 레이트 센서는, 요 레이트를 측정할 수 있고 대부분 실리콘을 기반으로 하는 특수한 미세 전자 기계 시스템(MEMS: Microelectromechanical Systems)이다. 전형적으로, 이 경우에는 요 레이트 센서가 다양한 질량체를 구비한다. 이와 같은 질량체는 검출 질량, 구동 질량 및/또는 코리올리 질량으로서 사용된다. 이 목적을 위해, 개별 질량들은 상호간에 결합되고 부분적으로는 기판과 결합된다. 평면-내(in-plane) 요 레이트 센서의 경우에는, 질량 및 스프링이 종종 하나의 기능 층 내에 형성되어 있다. 하지만, 이 경우에 전형적으로 스프링 요소는, 일반적으로 오히려 낮은 형성 가능성만을 가지며, 질량의 커플링을 위한 그리고 특정한 상대 진동 방향 및 진동 모드의 활성화/억제를 위한 제한된 가능성만을 갖는 굽힘 요소 및 비틀림 요소에 한정되어 있다.A yaw rate sensor on a substrate is generally known. Such a yaw rate sensor is a special microelectromechanical systems (MEMS) capable of measuring yaw rate and mostly based on silicon. Typically, in this case, the yaw rate sensor is equipped with various masses. Such masses are used as detection mass, driving mass and / or Coriolis mass. For this purpose, the individual masses are bound to each other and partly to the substrate. In the case of an in-plane yaw rate sensor, mass and spring are often formed within one functional layer. However, in this case, typically the spring element is generally provided with a bending element and a torsion element which have only a rather low probability of formation and have only a limited possibility for coupling of mass and activation / suppression of a specific relative vibration direction and vibration mode. It is limited.

본 발명의 과제는, 예를 들어 기판의 주 연장 평면 내에서 질량의 동작들이 일반적으로 또는 선택적으로 억제될 수 있는 한편, 주 연장 평면에 수직으로의 동작들은 가능해지는 방식으로, 다양한 질량들을 결합하기 위한 개선된 그리고/또는 확장된 가능성이 존재하는, 기판을 갖는 요 레이트 센서를 제안하는 것이다.The object of the present invention is to combine various masses in such a way that, for example, motions of the mass in the main extension plane of the substrate can be suppressed in general or selectively, while operations perpendicular to the main extension plane are possible. It is to propose a yaw rate sensor with a substrate, where there is an improved and / or extended potential for this.

주 청구항에 따른, 본 발명에 따른 요 레이트 센서는 종래 기술에 비하여, 제1 및 제2 기능 층을 사용함으로써 그리고 2개의 기능 층들 내에 제1 질량 요소의 질량 영역들을 배열함으로써, 2개 질량 요소들의 원하는 진동 거동을 발생시키기 위한 바람직한 가능성이 가능해진다는 장점을 갖는다. 특히, 본 발명에 따르면, 커플링 구조가 전체적으로 또는 부분적으로 제1 기능 층 내에 형성되어 있는 것이 가능하다. 이와 같은 가능성에 의해서는, 예를 들어 바람직한 방식으로, 특히 제1 주 연장 방향으로 강성으로 구현되어 있고 주 연장 평면에 수직으로 질량 요소들의 동작들, 예를 들어 틸팅 동작들 및/또는 회전 동작들을 허용하는 스프링 요소들이 구현될 수 있는 가능성이 나타난다.The yaw rate sensor according to the present invention according to the main claim, compared to the prior art, by using the first and second functional layers and by arranging the mass regions of the first mass element in the two functional layers, It has the advantage that the desired possibilities for generating the desired vibration behavior are possible. In particular, according to the invention, it is possible that the coupling structure is formed wholly or partially in the first functional layer. By virtue of this possibility, for example, in the preferred way, in particular rigidly embodied in the first main extension direction and the movements of the mass elements perpendicular to the main extension plane, for example tilting operations and / or rotational operations The possibility of allowing spring elements to be implemented appears.

본 발명의 다른 대상은, 기판이 주 연장 평면을 구비하며, 이 경우 요 레이트 센서는 진동으로 전환 가능한 하나 이상의 제1 및 제2 질량 요소를 구비하며, 이 경우 기판의 제1 주 연장 방향은 제1 질량 요소로부터 제2 질량 요소까지를 가리키며, 이 경우 제1 주 연장 방향으로 제1 질량 요소와 제2 질량 요소 사이에는 커플링 구조가 배열되어 있는, 기판을 갖는 요 레이트 센서이며, 커플링 구조의 제1 커플링 영역이 제1 기능 층 내에 배열되어 있으며, 이 경우 제1 질량 요소의 제1 질량 영역은 제1 기능 층 내에 배열되어 있으며, 이 경우 제1 질량 요소의 제2 질량 영역은 제2 기능 층 내에 배열되어 있으며, 이 경우 제1 기능 층은 주 연장 평면에 수직인 연장 방향으로 기판과 제2 기능 층 사이에 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.Another object of the present invention is that the substrate has a main extension plane, in which case the yaw rate sensor has one or more first and second mass elements convertible to vibration, in which case the first main extension direction of the substrate is Pointing from 1 mass element to a second mass element, in this case a yaw rate sensor having a substrate, wherein a coupling structure is arranged between the first mass element and the second mass element in the first main extension direction, and the coupling structure The first coupling region of is arranged in the first functional layer, in which case the first mass region of the first mass element is arranged in the first functional layer, in which case the second mass region of the first mass element is It is arranged within the two functional layers, in which case the first functional layer is characterized by being arranged between the substrate and the second functional layer in an extension direction perpendicular to the main extension plane.

본 발명의 바람직한 실시예들 및 개선예들은, 종속 청구항들 그리고 도면을 참조하는 상세한 설명으로부터 인용될 수 있다.Preferred embodiments and improvements of the invention can be cited from the dependent claims and detailed description referring to the drawings.

본 발명의 일 실시예에 따라 제1 기능 층이 주 연장 평면에 수직인 연장 방향으로 제2 기능 층보다 더 작은 치수를 가짐으로써, 바람직한 방식으로는, 제1 커플링 영역 및/또는 전체 커플링 구조가 주 연장 평면에 수직으로 질량 요소들의 동작들, 예를 들어 틸팅 동작들 및/또는 회전 동작들을 허용하는 것이 가능하다.According to one embodiment of the invention, the first functional layer has a smaller dimension than the second functional layer in the direction of extension perpendicular to the main extension plane, so that in a preferred manner, the first coupling region and / or the entire coupling It is possible that the structure allows movements of mass elements perpendicular to the main extension plane, for example tilting and / or rotational movements.

본 발명의 일 실시예에 따라 제1 커플링 영역이 제2 주 연장 방향으로보다 제1 주 연장 방향으로 더 높은 강성을 가짐으로써, 기판의 주 연장 평면에 수직인 연장 방향으로뿐만 아니라 기판의 제2 주 연장 방향으로도, 제1 주 연장 방향으로보다 덜 강성으로 구현된 제1 커플링 영역이 가능해지는 것이 가능하다. 이로 인해서는, 질량 요소들이 제2 주 연장 방향으로 그리고 (기판의 주 연장 평면에 수직인) 연장 방향으로는 서로에 대해 동작할 수 있지만, 제1 주 연장 방향으로는 강성으로 커플링 되는 방식으로, 커플링 구조를 구현하는 것이 가능하다.According to an embodiment of the present invention, the first coupling region has a higher stiffness in the first main extension direction than in the second main extension direction, so that the substrate is formed not only in the extension direction perpendicular to the main extension plane of the substrate, Even in the two main extension direction, it is possible to enable the first coupling region implemented with less rigidity than in the first main extension direction. This allows the mass elements to operate relative to each other in the direction of the second major extension and in the direction of extension (perpendicular to the main extension plane of the substrate), but in a manner that is rigidly coupled in the first major extension direction. , It is possible to implement a coupling structure.

본 발명의 일 실시예에 따라 제3 기능 층이 연장 방향으로 기판과 제1 기능 층 사이에 배열되어 있으며, 이 경우에는 제1 질량 요소의 제3 질량 영역이 제3 기능 층 내에 배열되어 있음으로써, 기판의 주 연장 평면 내에 응력이 인가되는 상황에서는 지배적인 보상 동작을 실시하지 않는 결합된 질량 요소들을 구현하는 것이 가능하다. 특히, 제1 질량 요소, 제2 질량 요소 및 커플링 구조로 이루어진 배열이 (기판의 주 연장 평면에 수직인 연장 방향으로 그리고 제1 주 연장 방향으로 연장되는 대칭 평면을 기준으로) 대칭적으로 실시되는 것이 가능하다. 이와 같은 실시는, 특히 제2 질량 요소의 또 다른 제1 질량 영역이 제1 기능 층 내에 배열되어 있는 경우에 가능하며, 이 경우 제2 질량 요소의 또 다른 제2 질량 영역은 제2 기능 층 내에 배열되어 있으며, 이 경우 특히 제2 질량 요소의 또 다른 제3 질량 영역은 제3 기능 층 내에 배열되어 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 따르면, 연결된 (제1 및 제2) 질량 요소의 하향 구부러짐이 양의 연장 방향(주 연장 평면에 수직임) 및 음의 연장 방향으로 실질적으로 대칭적으로 이루어지는 것이 가능하다.According to one embodiment of the invention the third functional layer is arranged between the substrate and the first functional layer in the extension direction, in which case the third mass region of the first mass element is arranged in the third functional layer However, in situations where stress is applied in the main extension plane of the substrate, it is possible to implement combined mass elements that do not perform a dominant compensation operation. In particular, the arrangement consisting of the first mass element, the second mass element and the coupling structure is carried out symmetrically (relative to an extension direction perpendicular to the main extension plane of the substrate and to a symmetry plane extending in the first main extension direction) It is possible. Such an implementation is particularly possible when another first mass region of the second mass element is arranged in the first functional layer, in which case another second mass region of the second mass element is within the second functional layer Arranged, in this case in particular another third mass region of the second mass element is arranged in the third functional layer. In particular, according to embodiments of the present invention, it is possible that the downward bending of the connected (first and second) mass elements is made substantially symmetrical in the positive direction of extension (perpendicular to the main extension plane) and the negative direction of extension. Do.

특히, 상기와 같은 구현은, 질량이 연장 방향으로 편향될 때에 힌지 스프링을 통해 정의된 힘의 도입이 (연장 방향으로 질량들의 치수를 기준으로) 중심에서 이루어지는 경우에 가능한데, 그 이유는 커플링 구조(예를 들어 힌지 스프링)가 중심에서 질량 요소들과 연결될 수 있기 때문이다. 따라서, 주 연장 평면 내에서 인가되는 힘이 음의 연장 방향 또는 양의 연장 방향(주 연장 평면에 수직임)으로 커플링 구조의 이탈 동작을 야기하지 않는 것이 가능하다. 이와 같은 상황은, 요 레이트 센서의 거동에 바람직한 영향을 미칠 수 있다.In particular, such an implementation is possible when the introduction of a defined force through the hinge spring is centered (based on the dimensions of the masses in the extension direction) when the mass is deflected in the extension direction, because the coupling structure This is because the hinge spring (eg hinge spring) can be connected to the mass elements at the center. Therefore, it is possible that the force applied in the main extension plane does not cause a deviating operation of the coupling structure in a negative extension direction or a positive extension direction (perpendicular to the main extension plane). Such a situation can have a favorable effect on the behavior of the yaw rate sensor.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 또 다른 기능 층들(또는 구조 평면들)이 제공되어 있는 것이 가능하다. 복수의 구조 평면들로의 확장은, 커플링 구조들(예를 들어 힌지 스프링들, 추력 바아들 및/또는 추력 밴드들)을 (연장 방향을 기준으로) 질량 요소 상에서 중심에 배치하는 것을 가능하게 한다. 특히 3개의 또는 여타 홀수 개의 기능 층의 경우에는, 자체적으로 대칭인 미세 기계적 커플링 구조들 그리고 질량 요소들에 대칭적으로 부착된 커플링 구조들이 바람직한 방식으로 가능하다.According to one embodiment of the invention, it is possible that other functional layers (or structural planes) are provided. Expansion to a plurality of structural planes makes it possible to center the coupling structures (eg hinge springs, thrust bars and / or thrust bands) on the mass element (relative to the extension direction). do. Particularly in the case of three or other odd number of functional layers, self-symmetric micromechanical coupling structures and coupling structures symmetrically attached to the mass elements are possible in a preferred manner.

본 발명의 일 실시예에 따라 커플링 구조의 제2 커플링 영역이 제2 기능 층 내에 배열되어 있음으로써, 커플링 구조를 위해 (제1 주 연장 방향에 수직인) 다양한 바람직한 횡단면들이 구현될 수 있는 것이 가능하다. 예를 들어 L자형, T자형 또는 U자형 횡단면들을 구현하는 것이 가능하다.Various preferred cross-sections (perpendicular to the first major extension direction) can be implemented for the coupling structure by arranging the second coupling region of the coupling structure in the second functional layer according to an embodiment of the invention. It is possible. For example, it is possible to implement L-shaped, T-shaped or U-shaped cross sections.

본 발명에 따르면, 커플링 구조의 제3 커플링 영역이 제3 기능 층 내에 배열되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 배열에 의해서는, 특히 바람직한 특성들을 갖는 로커 구조(rocker structure)들이 형성될 수 있다. 예를 들어, 십자 형상의 횡단면을 갖는 커플링 구조들이 구현될 수 있다. 이와 같은 횡단면들은, 예를 들어 비틀림 축에 대한 커플링 구조/비틀림 요소의 대칭성을 증가시키며, 또한 기판의 주 연장 평면으로의 그리고 이 평면에 수직인 연장 방향으로의 (원치 않는) 굽힘 동작에 대한 비대칭적인 강성도 최소화한다.According to the invention, it is preferred that the third coupling region of the coupling structure is arranged in the third functional layer. With this arrangement, rocker structures with particularly desirable properties can be formed. For example, coupling structures having a cross-shaped cross-section can be implemented. Such cross sections increase, for example, the symmetry of the coupling structure / torsional element with respect to the torsional axis, and also for the (undesired) bending motion to the main extension plane of the substrate and in the direction of extension perpendicular to this plane. It also minimizes asymmetric stiffness.

본 발명의 일 실시예에 따라 제4 기능 층이 제2 기능 층 위에 연장 방향으로 배열되어 있으며, 이 경우에는 제4 기능 층 내에 또 다른 제2 질량 요소가 배열되어 있으며, 이 경우 커플링 구조는 제2 기능 층 내에 배열된 제2 커플링 영역 및 또 다른 커플링 영역을 구비하며, 이 경우 또 다른 커플링 영역은 제4 기능 층 내에 배열되어 있으며, 이 경우에는 커플링 구조의 도움으로 제1 질량 요소와 또 다른 제2 질량 요소가 서로 기계적으로 연결되어 있음으로써, 다양한 기능 층들 내에 있는 질량 요소들이 바람직한 방식으로 서로 결합될 수 있는 것이 가능하다. 예를 들어, 또 다른 제2 질량 요소가 제2 질량 요소 위에 적어도 부분적으로 배열되어 있는 것이 가능하다.According to an embodiment of the present invention, the fourth functional layer is arranged in the extending direction over the second functional layer, in this case another second mass element is arranged in the fourth functional layer, in which case the coupling structure is A second coupling region and another coupling region arranged in the second functional layer, in which case another coupling region is arranged in the fourth functional layer, in this case the first with the help of a coupling structure By mechanically connecting the mass element with another second mass element, it is possible that the mass elements in the various functional layers can be combined with each other in a desired manner. For example, it is possible that another second mass element is arranged at least partially over the second mass element.

본 발명의 일 실시예에 따라 제4 기능 층 내에 또 다른 제1 질량 요소가 배열되어 있으며, 이 경우에는 제1 주 연장 방향으로 제1 질량 요소와 제2 질량 요소 사이에 추가의 커플링 구조가 배열되어 있으며, 이 경우 추가의 커플링 구조는 추가의 커플링 영역 및 추가의 또 다른 커플링 영역을 구비하며, 이 경우 추가의 커플링 영역은 제1 및 제2 기능 층 내에 형성되어 있으며, 이 경우 추가의 또 다른 커플링 영역은 제4 기능 층 내에 형성되어 있으며, 이 경우에는 추가 커플링 구조의 도움으로 제2 질량 요소와 또 다른 제1 질량 요소가 서로 기계적으로 연결되어 있음으로써, 제3 기능 층에서는 바람직한 방식으로, 특히 또 다른 제1 질량 요소가 적어도 부분적으로 제1 질량 요소 위에 있는 경우에는 각각 위·아래로 배열된 질량 요소들이 교차 커플링을 갖는 것이 가능하다.Another first mass element is arranged in the fourth functional layer according to one embodiment of the present invention, in which case an additional coupling structure between the first and second mass elements in the first major extension direction is provided. Arranged, in which case the additional coupling structure has an additional coupling region and an additional another coupling region, in which case the additional coupling regions are formed in the first and second functional layers, which In this case, another further coupling region is formed in the fourth functional layer, in which case the second mass element and the other first mass element are mechanically connected to each other with the aid of an additional coupling structure, thereby In the functional layer, in a preferred manner, especially if another first mass element is at least partially above the first mass element, the mass elements arranged respectively up and down have a cross coupling. It is possible.

본 발명의 일 실시예에 따라 특히 커플링 구조가 힌지 요소를 포함하는 방식으로, 커플링 구조가 기판 상에 하나 이상의, 바람직하게는 2개의 앵커를 구비함으로써, 바람직한 방식으로 커플링 구조가 힌지로서 형성되어 있는 것이 가능하다. 이로 인해서는, 원치 않는 굽힘 동작들이 억제될 수 있는 것이 가능하다. 추가로 또는 대안적으로는, 커플링 구조가 로커 구조로서 형성되어 있는 것이 가능하다.According to one embodiment of the invention the coupling structure is preferably hinged in a preferred manner, in particular in such a way that the coupling structure comprises a hinge element, the coupling structure having one or more, preferably two anchors on the substrate. It is possible that it is formed. Due to this, it is possible that unwanted bending operations can be suppressed. Additionally or alternatively, it is possible that the coupling structure is formed as a rocker structure.

전체적으로, 본 발명에 따라 복수의 기능 층들을 사용함으로써는, 매우 다양한 원하는 (결합된) 진동 특성들을 갖는 결합된 질량 요소들이 구현될 수 있는 것이 가능하다.Overall, it is possible by using a plurality of functional layers according to the invention that combined mass elements with a wide variety of desired (combined) vibration properties can be implemented.

본 발명의 일 실시예에 따른 요 레이트 센서를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법은 종래 기술에 비하여, 본 발명에 따른 요 레이트 센서 또는 본 발명에 따른 요 레이트 센서의 일 실시예와 관련하여 이미 기술된 장점들을 갖는다.The method according to the present invention for manufacturing the yaw rate sensor according to an embodiment of the present invention is already described in relation to the yaw rate sensor according to the present invention or one embodiment of the yaw rate sensor according to the present invention, compared to the prior art It has the advantages.

본 발명의 실시예들이 도면부에 도시되어 있고, 이하의 명세서에서 더욱 상세하게 설명된다.DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention are shown in the drawings and are described in more detail in the following specification.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분을 개략적으로 도시하고,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분을 개략적으로 도시하며,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분을 개략적으로 도시하고,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분을 개략적으로 도시하며,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분을 개략적으로 도시하고,
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분을 개략적으로 도시하며,
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분을 개략적으로 도시하고,
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분을 개략적으로 도시하며,
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분을 개략적으로 도시하고,
도 10은 본 발명의 제7 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분을 개략적으로 도시하며,
도 11은 본 발명의 제8 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분을 개략적으로 도시하고,
도 12는 본 발명의 제9 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분을 개략적으로 도시하며, 그리고
도 13은 본 발명의 제10 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분을 개략적으로 도시한다.1 schematically shows a part of a yaw rate sensor according to a first embodiment of the present invention,
Figure 2 schematically shows a portion of the yaw rate sensor according to the first embodiment of the present invention,
Figure 3 schematically shows a portion of the yaw rate sensor according to the first embodiment of the present invention,
4 schematically shows a part of a yaw rate sensor according to a second embodiment of the present invention,
5 schematically shows a part of a yaw rate sensor according to a second embodiment of the present invention,
6 schematically shows a part of a yaw rate sensor according to a third embodiment of the present invention,
7 schematically shows a part of a yaw rate sensor according to a fourth embodiment of the present invention,
8 schematically shows a part of a yaw rate sensor according to a fifth embodiment of the present invention,
9 schematically shows a part of a yaw rate sensor according to a sixth embodiment of the present invention,
10 schematically shows a part of a yaw rate sensor according to a seventh embodiment of the present invention,
11 schematically shows a part of a yaw rate sensor according to an eighth embodiment of the present invention,
12 schematically shows a part of a yaw rate sensor according to a ninth embodiment of the present invention, and
13 schematically shows a part of a yaw rate sensor according to a tenth embodiment of the present invention.

다양한 도면에서, 동일한 부분들에는 항상 동일한 참조 부호들이 제공되어 있으며, 그렇기 때문에 일반적으로는 또한 각각 단 한 번만 명명되거나 언급된다.In the various figures, the same parts are always provided with the same reference numerals, and therefore, they are also generally named or referred to only once each.

도 1에는, 본 발명의 일 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분이 개략적으로 도시되어 있다. 제1 질량 요소(10) 및 제2 질량 요소(20)가 도시되어 있다. 2개의 질량 요소들(10, 20)은 각각 부분적으로 제1 기능 층(1) 및 제2 기능 층(2) 내에 형성되어 있으며, 특히 제1 질량 영역(11) 및 또 다른 제1 질량 영역(21)이 제1 기능 층(1) 내에 배열되어 있고, 제2 질량 영역(12) 및 또 다른 제2 질량 영역(22)이 제2 기능 층(2) 내에 배열되어 있다. 질량 요소들(10, 20)은 커플링 구조(30)에 의해 서로 결합되어 있다. 커플링 구조(30)는, 제1 기능 층(1) 내에 배열되어 있는 제1 커플링 영역(31)을 구비한다. 커플링 구조(30)는 추력 바아로서 형성되어 있고, 기판의 제1 및 제2 주 연장 방향(110, 120)으로 강성을 지닌다. 도시된 실시예는, 예를 들어 표시된 파선 화살표에 따른 2개 질량 요소들(10, 20)의 결합된 동작을 가능하게 한다. 또 다른 독립적인 미세 기계적 요소(70)는 예를 들어 커플링 구조(30) 위에 배열될 수 있다. 이와 같은 배열 상태는 도 1에 파선 바디(70)에 의해서 도시되어 있다.1, a part of a yaw rate sensor according to an embodiment of the present invention is schematically illustrated. The first mass element 10 and the second mass element 20 are shown. The two mass elements 10, 20 are respectively partially formed in the first functional layer 1 and the second functional layer 2, in particular the first mass region 11 and another first mass region ( 21) is arranged in the first functional layer 1, and the second mass area 12 and another second mass area 22 are arranged in the second functional layer 2. The mass elements 10, 20 are coupled to each other by a coupling structure 30. The coupling structure 30 has a first coupling region 31 arranged in the first functional layer 1. The coupling structure 30 is formed as a thrust bar and has rigidity in the first and second main extension directions 110 and 120 of the substrate. The illustrated embodiment enables combined operation of the two mass elements 10, 20 according to the dashed arrow indicated, for example. Another independent micromechanical element 70 can be arranged on the coupling structure 30, for example. This arrangement is illustrated in FIG. 1 by the dashed body 70.

도 2에는, 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분이 개략적으로 도시되어 있다. 표시된 두꺼운 실선 화살표들은, 외부로부터 제1 및 제2 질량 요소(10, 20)에 작용하는 기계적인 응력을 상징적으로 나타내며, 이 응력은 예를 들어 온도 효과에 의해서 야기될 수 있다. 제1 질량 요소(10)와 제2 질량 요소(20)가 커플링 구조(30)에 의해서 연장 방향(200)을 기준으로 비대칭적으로 결합되어 있기 때문에, 이와 같은 응력 결합은, 두꺼운 파선 화살표의 방향으로[다시 말해, 음의 연장 방향(200)으로], 커플링 구조(30) 및 도시된 전체 배열의 이탈 동작을 야기한다.2, a part of the yaw rate sensor according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is schematically illustrated. The thick solid arrows shown symbolically represent the mechanical stresses acting on the first and second mass elements 10, 20 from the outside, which can be caused, for example, by temperature effects. Since the first mass element 10 and the second mass element 20 are asymmetrically coupled with respect to the extension direction 200 by the coupling structure 30, such stress coupling is caused by the thick broken arrow. In the direction (in other words, in the negative extending direction 200), the coupling structure 30 and the deviation of the entire arrangement shown are caused.

도 3에는, 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분이 개략적으로 도시되어 있다. 기판의 주 연장 평면(110, 120)에 수직인 연장 방향(200)으로의 커플링 구조(30)의 강성은 (다른 무엇보다) 커플링 구조(30)의 [연장 방향(200)으로의] 두께에 의해서 그리고 이와 더불어 제1 및 제2 기능 층(1, 2)의 두께 비율에 의해서 주요하게 결정되었다. 따라서, 구조 요소가 적합하게 치수 설계된 경우에는, 예를 들어 독립적인 미세 기계적 요소(70)가 교차되는 경우에도, 제1 및 제2 주 연장 방향(110, 120)으로 충분히 강성을 지니는 연결/커플링 구조(30)가 구현될 수 있다. 도시된 실시예는, 예를 들어 연장 방향(200)으로 표시된 화살표들에 따른 2개 질량 요소들(10, 20)의 결합된 동작들을 가능하게 하며, 이 경우 질량은 반대 위상으로뿐만 아니라 동일 위상으로도 동작할 수 있다.3, a part of the yaw rate sensor according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is schematically illustrated. The stiffness of the coupling structure 30 in the extending direction 200 perpendicular to the main extension planes 110 and 120 of the substrate (among other things) of the coupling structure 30 [in the extending direction 200] It was determined primarily by the thickness and in addition by the thickness ratio of the first and second functional layers 1, 2. Thus, if the structural elements are suitably dimensioned, for example, even if the independent micromechanical elements 70 intersect, the connections / couples are sufficiently rigid in the first and second main extension directions 110 and 120 The ring structure 30 can be implemented. The illustrated embodiment enables combined motions of the two mass elements 10, 20 according to, for example, the arrows indicated in the extension direction 200, in which case the mass is in phase as well as in opposite phases. Can also work with

도 4에는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분이 개략적으로 도시되어 있다. 제1 질량 요소(10) 및 제2 질량 요소(20)가 도시되어 있다. 2개의 질량 요소들이 각각 부분적으로 제1 기능 층(1) 및 제2 기능 층(2) 내에 형성되어 있으며, 특히 제1 질량 영역(11) 및 또 다른 제1 질량 영역(21)이 제1 기능 층(1) 내에 배열되어 있고, 제2 질량 영역(12) 및 또 다른 제2 질량 영역(22)이 제2 기능 층(2) 내에 배열되어 있다. 질량 요소들(10, 20)은 커플링 구조(30)에 의해 서로 결합되어 있다. 커플링 구조는, 제1 기능 층(1) 내에 배열되어 있는 제1 커플링 영역(31)을 구비한다. 커플링 구조(30)는 얇은 추력 바아로서 형성되어 있고, 기판의 제1 주 연장 방향(110)으로 강성을 지닌다. 도시된 실시예는, 예를 들어 표시된 파선 화살표들에 따른 2개 질량 요소들(10, 20)의 결합된 동작을 가능하게 하는데, 다시 말하자면 특히 기판의 제2 주 연장 방향(120)으로 그리고 기판의 주 연장 평면(110, 120)에 수직으로 진행하는 연장 방향(200)으로의 결합된 동작을 가능하게 한다. 또 다른 독립적인 미세 기계적 요소(70)는 예를 들어 커플링 구조(30) 위에 배열될 수 있다. 이와 같은 배열 상태는 도 4에 파선으로 도시된 바디(70)에 의해서 도시되어 있다.4, a part of the yaw rate sensor according to the second embodiment of the present invention is schematically illustrated. The first mass element 10 and the second mass element 20 are shown. Two mass elements are each formed partially in the first functional layer 1 and the second functional layer 2, in particular the first mass region 11 and another first mass region 21 are first functional It is arranged in the layer 1, and the second mass region 12 and another second mass region 22 are arranged in the second functional layer 2. The mass elements 10, 20 are coupled to each other by a coupling structure 30. The coupling structure has a first coupling region 31 arranged in the first functional layer 1. The coupling structure 30 is formed as a thin thrust bar and has rigidity in the first main extension direction 110 of the substrate. The illustrated embodiment enables, for example, the combined operation of the two mass elements 10, 20 according to the dashed arrows indicated, in other words in the second main extension direction 120 of the substrate and in particular It enables the combined operation in the extending direction 200 running perpendicular to the main extending plane (110, 120) of the. Another independent micromechanical element 70 can be arranged on the coupling structure 30, for example. This arrangement is illustrated by the body 70 shown in broken lines in FIG. 4.

도 5에는, 도 4에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분이 개략적으로 도시되어 있다. 표시된 두꺼운 실선 화살표들은, 외부로부터 제1 및 제2 질량 요소(10, 20)에 작용하는 기계적인 응력을 상징적으로 나타내며, 이 응력은 예를 들어 온도 효과에 의해서 야기될 수 있다. 제1 질량 요소(10)와 제2 질량 요소(20)가 커플링 구조(30)에 의해서 연장 방향(200)을 기준으로 비대칭적으로 결합되어 있기 때문에, 이와 같은 응력 결합은, 두꺼운 파선 화살표의 방향으로[다시 말해, 음의 연장 방향(200)으로], 커플링 구조(30) 및 도시된 전체 배열의 이탈 동작을 야기한다.In FIG. 5, a part of the yaw rate sensor according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 4 is schematically illustrated. The thick solid arrows shown symbolically represent the mechanical stresses acting on the first and second mass elements 10, 20 from the outside, which can be caused, for example, by temperature effects. Since the first mass element 10 and the second mass element 20 are asymmetrically coupled with respect to the extension direction 200 by the coupling structure 30, such stress coupling is caused by the thick broken arrow. In the direction (in other words, in the negative extending direction 200), the coupling structure 30 and the deviation of the entire arrangement shown are caused.

도 6에는, 본 발명의 제3 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분이 개략적으로 도시되어 있다. 제1 질량 요소(10), 제2 질량 요소(20), 또 다른 제1 질량 요소(10') 및 또 다른 제2 질량 요소(20')가 도시되어 있다. 제1 질량 요소 및 제2 질량 요소(10, 20)는 제1 및 제2 기능 층(1, 2) 내에 형성되어 있다. 또 다른 제1 질량 요소 및 또 다른 제2 질량 요소(10', 20')는 제4 기능 층(4) 내에 형성되어 있다. 제4 기능 층(4)은 제2 기능 층(2) 위에 배열되어 있다. 또한, 커플링 구조(30)도 도시되어 있다. 커플링 구조(30)는, 제1 기능 층(1) 내에 형성되어 있는 제1 커플링 영역(31), 제2 기능 층(2) 내에 형성되어 있는 제2 커플링 영역(32), 및 제4 기능 층(4) 내에 형성되어 있는 또 다른 커플링 영역(34)을 포함한다. 커플링 구조는 제1 질량 요소(10)를 또 다른 제2 질량 요소(20')와 기계적으로 연결한다. 또한, 추가의 커플링 구조(30')도 있다. 추가의 커플링 구조(30')는 부분적으로 제1 주 연장 방향(110)으로 제1 질량 요소(10)와 제2 질량 요소(20) 사이에 배열되어 있다. 추가의 커플링 구조는 추가의 커플링 영역(31') 및 추가의 또 다른 커플링 영역(32')을 포함한다. 추가의 커플링 영역(31')은 제1 기능 층 및 제2 기능 층(1, 2) 내에 배열되어 있다. 추가의 또 다른 커플링 영역(32')은 제4 기능 층(4) 내에 형성되어 있다. 추가 커플링 구조(30')에 의해서는, 제2 질량 요소(20)와 또 다른 제1 질량 요소(10')가 서로 기계적으로 연결 및 결합되어 있다. 도시된 실시예에 의해서는, 주 연장 평면(110, 120)에서의 각각 결합된 질량 요소들(10, 20', 10', 20)의 병렬 동작이 가능하며, 역-병렬 동작은 억제된다. 제1 및 제2 기능 층(1, 2) 대 제4 기능 층(4)의 두께 비율에 따라, 특히 연장 방향(200)으로의 굽힘 동작이 가능하거나 그렇지 않으면 예를 들어 두꺼운 기능 층들(1, 2, 4)에 대해 억제된다. 도시된 실시예에 의해서는, 예를 들어 [연장 방향(200)으로] 위·아래로 배열되어 있고 제1 또는 제2 주 연장 방향(110, 120)으로 서로에 대해 진동할 수 있는 질량 요소들을 구현하는 것이 가능하다. 개별 질량 요소들(10, 10', 20, 20')의 가능한 진동 방향들은 실선 및 파선 화살표들에 의해서 도시되어 있다.6, a part of the yaw rate sensor according to the third embodiment of the present invention is schematically illustrated. The first mass element 10, the second mass element 20, another first mass element 10 'and another second mass element 20' are shown. The first mass element and the second mass element 10, 20 are formed in the first and second functional layers 1, 2. Another first mass element and another second mass element 10 ', 20' are formed in the fourth functional layer 4. The fourth functional layer 4 is arranged over the second functional layer 2. In addition, a coupling structure 30 is also shown. The coupling structure 30 includes a first coupling region 31 formed in the first functional layer 1, a second coupling region 32 formed in the second functional layer 2, and It includes another coupling region 34 formed in the four functional layer 4. The coupling structure mechanically connects the first mass element 10 to another second mass element 20 '. There is also an additional coupling structure 30 '. The additional coupling structure 30 ′ is partially arranged between the first mass element 10 and the second mass element 20 in the first main extension direction 110. The additional coupling structure includes an additional coupling region 31 'and another coupling region 32'. Additional coupling regions 31 ′ are arranged in the first functional layer and the second functional layer 1, 2. Another further coupling region 32 ′ is formed in the fourth functional layer 4. By means of an additional coupling structure 30 ', the second mass element 20 and another first mass element 10' are mechanically connected and coupled to each other. With the illustrated embodiment, parallel operation of the combined mass elements 10, 20 ', 10', 20 in the main extension planes 110, 120 is possible, and anti-parallel operation is suppressed. Depending on the thickness ratio of the first and second functional layers 1, 2 to the fourth functional layer 4, in particular the bending operation in the extension direction 200 is possible or otherwise thick functional layers 1, for example 2, 4). By means of the illustrated embodiment, for example, mass elements which are arranged up and down [in the extension direction 200] and are capable of vibrating with respect to each other in the first or second main extension directions 110 and 120 It is possible to implement The possible vibration directions of the individual mass elements 10, 10 ', 20, 20' are shown by solid and dashed arrows.

도 7에는, 본 발명의 제4 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분이 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 실시예는 도 1에 이미 도시된 구성 요소들을 포함한다. 또한, 기판과 제1 기능 층(1) 사이에 배열되어 있는 제3 기능 층(3)도 도시되어 있다. 제1 질량 요소(10)는, 제3 기능 층(3) 내에 형성되어 있는 제3 질량 영역(13)을 포함한다. 제2 질량 요소(20)는, 마찬가지로 제3 기능 층(3) 내에 형성되어 있는 또 다른 제3 질량 영역(23)을 포함한다. 이로 인해서는, 제1 질량 요소(10)와 제2 질량 요소(20)를 [제1 및 제2 주 연장 방향(110, 120)을 기준으로 해서뿐만 아니라 이 방향에 수직인 연장 방향(200)을 기준으로 해서도] 중심에서 연결하는 커플링 구조(30)가 제1 및 제2 질량 요소(10, 20) 상에 배열되어 있는 것이 가능하다. 표시된 두꺼운 실선 화살표는 외부로부터 제1 및 제2 질량 요소(10, 20)에 작용하는 기계적인 응력을 상징적으로 나타낸다. 제1 질량 요소(10) 및 제2 질량 요소(20)가 커플링 구조(30)에 의해서 연장 방향(200)을 기준으로 대칭적으로 결합되어 있기 때문에, 심지어 이와 같은 응력 결합 하에서도 바람직한 방식으로 커플링 구조(30) 또는 도시된 전체 배열의 보상 동작이 전혀 이루어지지 않는다(두꺼운 파선 화살표).In FIG. 7, a part of the yaw rate sensor according to the fourth embodiment of the present invention is schematically illustrated. The illustrated embodiment includes components already shown in FIG. 1. Also shown is a third functional layer 3 arranged between the substrate and the first functional layer 1. The first mass element 10 includes a third mass region 13 formed in the third functional layer 3. The second mass element 20 likewise comprises another third mass region 23 formed in the third functional layer 3. Due to this, the first mass element 10 and the second mass element 20 are not only based on the first and second main extension directions 110 and 120, but also the extension direction 200 perpendicular to this direction. It is possible that the coupling structure 30 connecting at the center is arranged on the first and second mass elements 10 and 20. The thick solid arrows shown symbolically represent the mechanical stresses acting on the first and second mass elements 10, 20 from the outside. Since the first mass element 10 and the second mass element 20 are symmetrically coupled with respect to the extension direction 200 by the coupling structure 30, even in such a stress coupling in a desirable manner No compensation operation of the coupling structure 30 or the entire arrangement shown is made (thick broken arrow).

도 8에는, 본 발명의 제5 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분이 개략적으로 도시되어 있다. 제5 실시예는 제4 실시예(도 7)와 유사하며, 커플링 구조(30)가 제2 주 연장 방향(120)으로보다 제1 주 연장 방향(110)으로 명백하게 더 큰 치수를 갖는다는 차이를 갖는다. 이로 인해서는, 2개의 질량 요소들(10, 20)을 서로 결합하는 것이 가능해짐으로써, 결과적으로 이들 질량 요소들은 연장 방향(200)으로 그리고 제2 주 연장 방향(120)으로 상대 동작을 실시할 수는 있지만, 그럼에도 외부로부터의 응력 결합 하에서는(두꺼운 실선 화살표들) 연장 방향(200)으로의 보상 동작이 전혀 이루어지지 않는다(두꺼운 파선 화살표들).8, a part of the yaw rate sensor according to the fifth embodiment of the present invention is schematically illustrated. The fifth embodiment is similar to the fourth embodiment (FIG. 7), in that the coupling structure 30 has a dimension that is clearly larger in the first main extension direction 110 than in the second main extension direction 120. Have a difference This makes it possible to join the two mass elements 10, 20 to each other, consequently these mass elements can perform relative motion in the extension direction 200 and in the second main extension direction 120. Although it is possible, under the stress coupling from the outside (thick solid arrows), no compensation operation in the extending direction 200 is made (thick broken arrows).

도 9에는, 본 발명의 제6 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분이 개략적으로 도시되어 있다. 제6 실시예는 제5 실시예(도 8)와 유사하다. 추가로, 커플링 구조(30)를 부분적으로 둘러싸는 또 다른 독립적인 미세 기계적 요소(70)가 도시되어 있다. 또한, 파선 화살표들은, 본 실시예에서 가능한, 연장 방향(200) 및 제2 주 연장 방향(120)으로의 제1 및 제2 질량 요소(10, 20)의 동작들을 상징적으로 나타낸다.9, a part of the yaw rate sensor according to the sixth embodiment of the present invention is schematically illustrated. The sixth embodiment is similar to the fifth embodiment (Fig. 8). Additionally, another independent micromechanical element 70 is shown that partially surrounds the coupling structure 30. In addition, dashed arrows symbolically represent the actions of the first and second mass elements 10, 20 in the extension direction 200 and the second main extension direction 120, which are possible in this embodiment.

도 10에는, 본 발명의 제7 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분이 개략적으로 도시되어 있다. 제1 질량 요소와 제2 질량 요소(10, 20)는 커플링 구조(30)에 의해 기계적으로 결합되어 있다. 2개의 질량 요소들(10, 20)은 각각 부분적으로 제1 기능 층(1) 및 제2 기능 층(2) 내에 형성되어 있으며, 이 경우에는 제1 질량 영역(11) 및 또 다른 제1 질량 영역(21)이 제1 기능 층(1) 내에 배열되어 있고, 제2 질량 영역(12) 및 또 다른 제2 질량 영역(22)이 제2 기능 층(2) 내에 배열되어 있다. 커플링 구조(30)는, 제1 기능 층(1) 내에 형성된 제1 커플링 영역(31), 및 제2 기능 층(2) 내에 형성된 제2 커플링 영역(32)을 포함한다. 제1 및 제2 커플링 영역(31, 32)은 제2 주 연장 방향(120)으로보다 제1 주 연장 방향(110)으로 더 큰 치수를 갖는다. 특히, 제2 커플링 영역(32)이 아닌 제1 커플링 영역(31)만 질량 요소들(10, 20)에 직접 인접한다. 이로 인해 [그리고 연장 방향(200)으로 제1 커플링 영역(31)의 작은 치수로 인해] 연장 방향(200)으로의 질량 요소들(10, 20)의 진동들이 가능하다[양의 그리고 음의 연장 방향(200)을 가리키는 실선 화살표들에 의해서 도시됨]. 또한, 커플링 구조(30)는 2개의 앵커들(50)을 포함하며, 이들 앵커들에 의해서 커플링 구조(30)가 기판에 결합될 수 있다. 앵커들(50)의 주 연장 방향은 기판의 제2 주 연장 방향(120)과 일치한다. 앵커들(50)은 제1 및 제2 기능 층(1, 2) 내에 형성되어 있다. 또한, 앵커들(50)은 제1 질량 요소와 제2 질량 요소 사이에서 [제1 주 연장 방향(110)을 기준으로] 중심에 배열되어 있고, 이로써 마찬가지로 제1 및 제2 커플링 영역(31, 32) 상에서 중심에 배열되어 있으며, 이로 인해 비틀림 바의 형상이 나타난다. 이렇게 함으로써, 도시된 배열은 힌지를 갖는 로커 구조로서 형성되어 있다(표시된 휘어진 실선 화살표들을 따르는 동작들을 가능하게 함). 도시된 실시예에서, 제1 주 연장 방향(110)으로의 동작들은 부분적으로만 억제되는데, 그 이유는 앵커들(50)이 이 방향(110)으로 작은 치수만을 갖고, 이로써 비교적 낮은 강성을 갖기 때문이다. 이와 같은 상황은 파선 화살표들에 의해서 도시되어 있다.10, a part of the yaw rate sensor according to the seventh embodiment of the present invention is schematically illustrated. The first mass element and the second mass element 10, 20 are mechanically coupled by a coupling structure 30. The two mass elements 10, 20 are respectively partially formed in the first functional layer 1 and the second functional layer 2, in this case the first mass region 11 and another first mass The region 21 is arranged in the first functional layer 1, and the second mass region 12 and another second mass region 22 are arranged in the second functional layer 2. The coupling structure 30 includes a first coupling region 31 formed in the first functional layer 1 and a second coupling region 32 formed in the second functional layer 2. The first and second coupling regions 31 and 32 have a larger dimension in the first main extension direction 110 than in the second main extension direction 120. In particular, only the first coupling region 31, not the second coupling region 32, is directly adjacent to the mass elements 10, 20. This allows vibrations of the mass elements 10, 20 in the extension direction 200 (and due to the small dimensions of the first coupling region 31 in the extension direction 200) [positive and negative. Shown by solid arrows pointing in the direction of extension 200]. In addition, the coupling structure 30 includes two anchors 50, by which the coupling structure 30 can be coupled to the substrate. The main extension direction of the anchors 50 coincides with the second main extension direction 120 of the substrate. The anchors 50 are formed in the first and second functional layers 1, 2. Further, the anchors 50 are arranged centrally (relative to the first main extension direction 110) between the first mass element and the second mass element, thereby likewise the first and second coupling regions 31 , 32) are arranged at the center of the image, and thereby the shape of the torsion bar appears. By doing so, the illustrated arrangement is formed as a rocker structure with a hinge (allowing actions along the indicated curved solid arrows). In the illustrated embodiment, movements in the first main extension direction 110 are only partially suppressed, because the anchors 50 have only small dimensions in this direction 110, thereby having relatively low stiffness. Because. This situation is illustrated by dashed arrows.

도 11에는, 본 발명의 제8 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분이 개략적으로 도시되어 있다. 제8 실시예는 제7 실시예(도 10)와 유사하다. 하지만, 커플링 구조(30)의 부분으로서 형성되어 있는 앵커들(50)이 본 실시예에서는 T자형의 횡단면을 갖는다. 이와 같은 상황은, 특히 앵커들(50)이 제1 기능 층(1) 내에 제1 주 연장 방향(110)으로 확장된 제1 앵커 영역을 구비함으로써 가능하다[제1 앵커 영역은, 제2 기능 층(2) 내에 배열된, 앵커들(50)의 제2 앵커 영역보다 제1 주 연장 방향(110)으로 더 넓음]. 이로 인해, 제8 실시예에서의 커플링 구조(30)는 제7 실시예(도 10)에서보다 제1 주 연장 방향(110)으로 더 강성을 지니고, 제1 주 연장 방향(110)으로의 진동이 억제된다. T자형의 프로파일을 갖는 비틀림 바에 의한 로커의 서스펜션은 특히 제1 주 연장 방향(110) 및 연장 방향(200)으로 (비틀림 강성에 비례하여) 휨 강성을 지닌다.11, a part of the yaw rate sensor according to the eighth embodiment of the present invention is schematically illustrated. The eighth embodiment is similar to the seventh embodiment (Fig. 10). However, the anchors 50 formed as part of the coupling structure 30 have a T-shaped cross section in this embodiment. This situation is possible, in particular, by the anchors 50 having a first anchor region extending in the first main extension direction 110 in the first functional layer 1 (the first anchor region, the second function Arranged in the layer 2, wider in the first main extension direction 110 than in the second anchor region of the anchors 50]. Due to this, the coupling structure 30 in the eighth embodiment is more rigid in the first main extension direction 110 than in the seventh embodiment (FIG. 10), and in the first main extension direction 110 Vibration is suppressed. The suspension of the rocker by a torsion bar having a T-shaped profile has a bending stiffness (in proportion to the torsional stiffness), in particular in the first main extension direction 110 and the extension direction 200.

도 12에는, 본 발명의 제9 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분이 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 제9 실시예는 도 11에 도시된 제8 실시예와 유사하다. 하지만, 제9 실시예에는 제3 기능 층(3)이 존재한다. 상기 제3 기능 층(3) 내에는, 제1 질량 요소(10)의 제3 질량 영역(13), 제2 질량 요소(20)의 또 다른 제3 질량 영역(23)뿐만 아니라 커플링 구조(30)의 제3 커플링 영역(33)까지도 배열되어 있다. 또한, 앵커들(50)은, 각각 제3 기능 층(50) 내에 형성되어 있는 제3 앵커 영역을 포함한다. 특히, 이로 인해서는 앵커들(50)의 십자 형상의 횡단면이 나타난다. 도시된 전체 배열은, 기판의 주 연장 평면(110, 120)에 평행하게 배열되어 있고 중심에서 질량 요소들(10, 20) 및 커플링 구조(30)를 통과하는 대칭 평면을 기준으로 반사 대칭적으로 형성되어 있다.12, a part of the yaw rate sensor according to the ninth embodiment of the present invention is schematically illustrated. The ninth embodiment shown is similar to the eighth embodiment shown in FIG. 11. However, in the ninth embodiment, a third functional layer 3 is present. In the third functional layer 3, a coupling structure (as well as a third mass region 13 of the first mass element 10, another third mass region 23 of the second mass element 20) The third coupling region 33 of 30) is also arranged. In addition, the anchors 50 each include a third anchor region formed in the third functional layer 50. In particular, this results in a cross-section of the cross shape of the anchors 50. The overall arrangement shown is reflectively symmetrical with respect to the plane of symmetry passing parallel to the main extension planes 110, 120 of the substrate and passing through the mass elements 10, 20 and the coupling structure 30 at the center. It is formed of.

도 13에는, 본 발명의 제10 실시예에 따른 요 레이트 센서의 일 부분이 개략적으로 도시되어 있다. 특히, 커플링 구조(30) 및 2개의 또 다른 커플링 구조들(30")이 도시되어 있다. (또 다른) 커플링 구조들(30, 30")은 제1 주 연장 방향(110)으로 서로 나란히 그리고 서로 직접 인접하여 배열되어 있다. 커플링 구조들(30, 30")은 함께, 도면에 도시되어 있지 않은 2개의 질량 요소들 사이에 기계적인 연결을 형성한다. 커플링 구조(30)는, 제1 기능 층(1) 내에 배열된 제1 커플링 영역(31) 및 제2 기능 층(2) 내에 배열된 제2 커플링 영역(32)을 포함한다. 또한, 커플링 구조(30)는 기판 상에 2개의 앵커들(50)을 포함하며, 이들 앵커들은 주로 제2 주 연장 방향(120)으로 연장된다. 앵커들(50)도 마찬가지로 부분적으로 제1 및 제2 기능 층(1, 2) 내에 형성되어 있고, T자형의 횡단면을 갖는다. 또 다른 커플링 구조들(30")은 커플링 구조(30)와 실질적으로 동일하다. 도시된 (또 다른) 커플링 구조들(30, 30")은, 실선 화살표에 의해서 도시되어 있는 국부적인 동작을 가능하게 한다. 힌지 스프링들에 의해서는, 오로지 연장 방향(200)으로의 동작들만을 촉진하는 커플링 구조들(30, 30")의 배열이 나타난다. 커플링 구조들(30, 30") 사이의 인접한 연결 노드들은 반대 위상으로 동작한다[양의 그리고 음의 연장 방향(200)으로의 실선 화살표들에 의해서 상징적으로 표시됨].13, a part of the yaw rate sensor according to the tenth embodiment of the present invention is schematically illustrated. In particular, the coupling structure 30 and two further coupling structures 30 "are shown. (Another) coupling structures 30, 30" are in the first main extension direction 110. They are arranged next to each other and directly adjacent to each other. The coupling structures 30, 30 "together form a mechanical connection between two mass elements not shown in the figure. The coupling structure 30 is arranged in the first functional layer 1 It comprises a first coupling region 31 and a second coupling region 32 arranged in the second functional layer 2. In addition, the coupling structure 30 has two anchors 50 on the substrate. ), And these anchors mainly extend in the second main extension direction 120. The anchors 50 are likewise partially formed in the first and second functional layers 1, 2 and T-shaped. It has a cross-section. Other coupling structures 30 "are substantially identical to the coupling structure 30. The illustrated (also) coupling structures 30, 30 "enable localized motion shown by solid arrows. By means of hinge springs, only motions in the extending direction 200 are possible. An arrangement of coupling structures 30, 30 "that promotes is shown. Adjacent connecting nodes between the coupling structures 30, 30 "operate in opposite phases (symbolically indicated by solid arrows in the positive and negative extension direction 200).

Claims (14)

기판을 갖는 요 레이트 센서이며, 기판은 주 연장 평면(110, 120)을 가지며, 요 레이트 센서는 진동으로 전환 가능한 하나 이상의 제1 및 제2 질량 요소(10, 20)를 구비하며, 기판의 제1 주 연장 방향(110)은 제1 질량 요소(10)로부터 제2 질량 요소(20)까지를 가리키며, 제1 주 연장 방향(110)으로 제1 질량 요소(10)와 제2 질량 요소(20) 사이에는 커플링 구조(30)가 배열되어 있는, 상기 요 레이트 센서에 있어서,
커플링 구조(30)의 제1 커플링 영역(31)은 제1 기능 층(1) 내에 배열되어 있으며, 제1 질량 요소(10)의 제1 질량 영역(11)은 제1 기능 층(1) 내에 배열되어 있으며, 제1 질량 요소(10)의 제2 질량 영역(12)은 제2 기능 층(2) 내에 배열되어 있으며, 제1 기능 층(1)은 주 연장 평면(110, 120)에 수직인 연장 방향(200)으로 기판과 제2 기능 층(2) 사이에 배열되어 있으며, 제2 주 연장 방향(120)은 제1 주 연장 방향(110)에 수직이며, 제1 커플링 영역(31)은 제2 주 연장 방향(120)으로보다 제1 주 연장 방향(110)으로 더 큰 치수를 갖는 것을 특징으로 하는, 요 레이트 센서.A yaw rate sensor with a substrate, the substrate has a main extension plane (110, 120), the yaw rate sensor has one or more first and second mass elements (10, 20) convertible to vibration, and The first main extension direction 110 points from the first mass element 10 to the second mass element 20, and in the first main extension direction 110, the first mass element 10 and the second mass element 20 ), The coupling structure 30 is arranged in the yaw rate sensor,
The first coupling region 31 of the coupling structure 30 is arranged in the first functional layer 1, and the first mass region 11 of the first mass element 10 has a first functional layer 1 ), The second mass region 12 of the first mass element 10 is arranged in the second functional layer 2, the first functional layer 1 being the main extension planes 110, 120 Arranged between the substrate and the second functional layer 2 in an extension direction 200 perpendicular to the second main extension direction 120 is perpendicular to the first main extension direction 110, the first coupling region The yaw rate sensor 31 is characterized in that it has a larger dimension in the first main extension direction 110 than in the second main extension direction 120. 제1항에 있어서, 제1 질량 요소(10)와 제2 질량 요소(20)는 커플링 구조(30)에 의해서 기계적으로 연결되어 있는, 요 레이트 센서.The yaw rate sensor according to claim 1, wherein the first mass element (10) and the second mass element (20) are mechanically connected by a coupling structure (30). 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 기능 층(1)은 주 연장 평면(110, 120)에 수직인 연장 방향(200)으로 제2 기능 층(2)보다 더 작은 치수를 갖는, 요 레이트 센서.The yaw of claim 1 or 2, wherein the first functional layer (1) has a smaller dimension than the second functional layer (2) in the direction of extension (200) perpendicular to the main extension planes (110, 120). Rate sensor. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 커플링 영역(31)은 제2 주 연장 방향(120)으로보다 제1 주 연장 방향(110)으로 더 높은 강성을 갖는, 요 레이트 센서.The yaw rate according to claim 1, wherein the first coupling region (31) has a higher stiffness in the first main extension direction (110) than in the second main extension direction (120). sensor. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제3 기능 층(3)은 연장 방향(200)으로 기판과 제1 기능 층(1) 사이에 배열되어 있으며, 제1 질량 요소(10)의 제3 질량 영역(13)이 제3 기능 층 내에 배열되어 있는, 요 레이트 센서.5. The first mass element (10) according to claim 1, wherein the third functional layer (3) is arranged between the substrate and the first functional layer (1) in the extending direction (200). The yaw rate sensor, wherein the third mass region 13 of the is arranged in the third functional layer. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 질량 요소(20)의 또 다른 제1 질량 영역(21)이 제1 기능 층(1) 내에 배열되어 있으며, 제2 질량 요소(20)의 또 다른 제2 질량 영역(22)은 제2 기능 층(2) 내에 배열되어 있으며, 특히 제2 질량 요소(20)의 또 다른 제3 질량 영역(23)이 제3 기능 층(3) 내에 배열되어 있는, 요 레이트 센서.6. Another mass element (21) of the second mass element (20) is arranged in the first functional layer (1), and the second mass element (20) according to claim 1. Another second mass region 22 of) is arranged in the second functional layer 2, in particular another third mass region 23 of the second mass element 20 is the third functional layer 3 A yaw rate sensor arranged within. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 커플링 구조(30)의 제2 커플링 영역(32)이 제2 기능 층(2) 내에 배열되어 있으며, 특히 커플링 구조(30)의 제3 커플링 영역(33)이 제3 기능 층(3) 내에 배열되어 있는, 요 레이트 센서.7. The second coupling region (32) of the coupling structure (30) is arranged in the second functional layer (2), in particular of the coupling structure (30). The yaw rate sensor, wherein the third coupling region 33 is arranged in the third functional layer 3. 제7항에 있어서, 제2 주 연장 방향(120)이 제1 주 연장 방향(110)에 수직이며, 제2 커플링 영역(32)은 제2 주 연장 방향(120)으로 제1 커플링 영역(31)보다 더 작은 치수를 가지며, 특히 제3 커플링 영역(33)은 제2 주 연장 방향(120)으로 제1 커플링 영역(31)보다 더 작은 치수를 갖는, 요 레이트 센서.The method according to claim 7, wherein the second main extension direction (120) is perpendicular to the first main extension direction (110), and the second coupling region (32) is the first coupling region in the second main extension direction (120). A yaw rate sensor having a dimension smaller than (31), in particular the third coupling region (33) having a smaller dimension than the first coupling region (31) in the second main extension direction (120). 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제4 기능 층이 제2 기능 층(2) 위에 연장 방향(200)으로 배열되어 있으며, 제4 기능 층(4) 내에는 또 다른 제2 질량 요소(20')가 배열되어 있으며, 커플링 구조(30)는 제2 기능 층(2) 내에 배열된 제2 커플링 영역(32) 및 또 다른 커플링 영역(34)을 구비하며, 또 다른 커플링 영역(34)은 제4 기능 층(4) 내에 배열되어 있으며, 커플링 구조(30)의 도움으로 제1 질량 요소(10)와 또 다른 제2 질량 요소(20')는 서로 기계적으로 연결되어 있는, 요 레이트 센서.9. A second functional layer (4) according to any one of the preceding claims, wherein the fourth functional layer is arranged in the extension direction (200) above the second functional layer (2), and another second within the fourth functional layer (4). The mass element 20 'is arranged, and the coupling structure 30 has a second coupling region 32 and another coupling region 34 arranged in the second functional layer 2, and The other coupling regions 34 are arranged in the fourth functional layer 4, with the aid of the coupling structure 30, the first mass element 10 and another second mass element 20 'are mechanical to each other. Connected, a yaw rate sensor. 제9항에 있어서, 제4 기능 층(4) 내에는 또 다른 제1 질량 요소(10')가 배열되어 있으며, 제1 주 연장 방향(110)으로 제1 질량 요소(10)와 제2 질량 요소(20) 사이에는 추가의 커플링 구조(30')가 배열되어 있으며, 추가의 커플링 구조(30')는 추가의 커플링 영역(31') 및 추가의 또 다른 커플링 영역(32')을 구비하며, 추가의 커플링 영역(31')은 제1 및 제2 기능 층(1, 2) 내에 형성되어 있으며, 추가의 또 다른 커플링 영역(32')은 제4 기능 층(4) 내에 형성되어 있으며, 추가 커플링 구조(30')의 도움으로 제2 질량 요소(20)와 또 다른 제1 질량 요소(10')는 서로 기계적으로 연결되어 있는, 요 레이트 센서.10. The method of claim 9, wherein another first mass element (10 ') is arranged in the fourth functional layer (4), the first mass element (10) and the second mass in the first main extension direction (110). An additional coupling structure 30 'is arranged between the elements 20, the additional coupling structure 30' being an additional coupling area 31 'and another additional coupling area 32'. ), An additional coupling region 31 ′ is formed in the first and second functional layers 1, 2, and another further coupling region 32 ′ is a fourth functional layer 4 ), The second mass element 20 and another first mass element 10 'are mechanically connected to each other with the aid of an additional coupling structure 30'. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 커플링 구조(30)가 힌지 요소를 포함하는 방식으로, 커플링 구조(30)는 기판 상에 하나 이상의, 바람직하게는 2개의 앵커(50)를 구비하는, 요 레이트 센서.The coupling structure (30) according to any one of the preceding claims, in such a way that the coupling structure (30) comprises a hinge element, the coupling structure (30) has one or more, preferably two anchors (50) on a substrate. ), Yaw rate sensor. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 커플링 구조(30)는 로커 구조로서 형성되어 있는, 요 레이트 센서.The yaw rate sensor according to any one of claims 1 to 11, wherein the coupling structure (30) is formed as a rocker structure. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 요 레이트 센서는 하나 이상의, 특히 2개 이상의 또 다른 커플링 구조(30")를 구비하며, 또 다른 커플링 구조(30")는 커플링 구조(30)와 실질적으로 동일하게 형성되어 있으며, 커플링 구조(30) 및 또 다른 커플링 구조(30")는 기판의 제1 주 연장 방향(110)으로 서로 나란히, 특히 서로 인접하여 배열되어 있는, 요 레이트 센서.13. A yaw rate sensor according to any one of the preceding claims, wherein the yaw rate sensor has one or more, in particular two or more, other coupling structures (30 "), and another coupling structure (30") is a coupling. It is formed substantially the same as the structure 30, and the coupling structure 30 and another coupling structure 30 "are arranged next to each other, particularly adjacent to each other, in the first main extension direction 110 of the substrate. That, yaw rate sensor. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 요 레이트 센서를 제조하기 위한 방법.A method for manufacturing a yaw rate sensor according to claim 1.
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